CNG地下储气井主要部件研究与改进

价值工程0引言CNG 地下储气井是将压缩天然气（CNG ）通过特殊工艺储存在地下100～200m 深处，其具有成本低，占地面积小、恒温、静电、建成工期短等显著特点。

现已成为国内CNG 加气站首选储气系统，在国内大量推行。

然而，目前其结构太简单，一般由套管和上下封头等组成，井内没有安全阀，地面上更没有监测系统。

尽管这样的储气井目前还没有发生太多的事故，但随着使用年限的增长，由于元器件的磨损变形、锈蚀老化、密封失效以及意外事故等原因，总有发生介质泄漏的可能。

可燃气体一旦泄露并聚集在周围环境中，将成为恶性事故的最大隐患。

1CNG 地下储气井主要部件现行的CNG 地下储气井主要由井底封头、管体、井口控制装置以及排污装置等组成。

2现行CNG 地下储气井的技术缺陷2.1井内排污装置技术缺陷CNG 地下储气井目前常用的井内排污装置方案有两种，分别是：一是采用ф10×2的45#钢管作为井内排污管，通过焊接方式连接下至井底，且直接与井口封头连接；二是采用ф16×2不锈钢复合管作为井内排污管，通过卡套式连接至井底，且直接与井口封头连接。

但是无论是采用ф10×2的45#钢管作为井内排污管，还是采用ф16×2不锈钢复合管作为井内排污管，在实际使用过程中发现如下一些问题：采用ф10×2的45#钢管作为井内排污管，通过焊接方式连接下至井底，且直接与井口封头连接。

在安装过程中，紧固井口封头时，排污管与井口封头一起转动，容易形成井内缠绕。

本来下入长度在规定范围内可以到达井底，但按照这种方法设置井内排污管，其真正下到井内时就大相径庭了。

由于井内排污管下到井底后距离井底的距离往往超过了设计范围，容易造成井底积液的不能排出。

此外，排污管为钢管，Fe 很容易被H 2S 腐蚀，如果天然气气质中H 2S 超标，极有可能引起氢脆，在以后的大修过程中拆装井口困难，容易造成排污管因反方向受力断裂，不能取出，给再下排污管造成困难，断裂的铁管在井内锈蚀，时间长会影响压缩天然气的气质，甚至造成管线阻塞，造成不良后果，存在严重的安全隐患。

采用ф16×2不锈钢复合管做排污管，通过卡套式连接下至井底，很好的解决了铁管的整体式有缠绕的影响，且质量轻，内径大，井口连接时绕度小，但这种材料由于是复合型的，受压力影响较大。

在排污过程由于排污管内外有一定的压差，特别是排污管靠近井口部位的内外压差较大，很容易造成排污管因压力变形，挤憋，造成堵塞，排不出积液，排污失效。

2.2井口控制装置技术缺陷CNG 地下储气井井口装置采用单球阀控制进出气，球阀在高压等共同作用下很容易失效，因为是单球阀，一旦失效，井口就不易控制，有严重的安全隐患，同时更换也不方便。

在井口多采用的是单针阀对排污管线进行排污控制，由于排污时井内外压力相差很大，针阀不会开的很大，对通过介质有节流作用，如果外界气温较低节流就很容易结冰，造成针阀堵塞。

此外，井内积液中不免有杂质（如，施工中掉落的碎屑以及腐蚀生成的铁锈），排液过程中杂质在压差作用下随积液一起排除，这样就有可能会卡在针阀处，造成针阀关闭不严，产生漏气。

2.3上封头技术缺陷CNG 地下储气井井口上封头设计为螺纹连接，一旦拆卸，就会使井口段的套管螺纹或上封头螺纹受到不同程度的损伤，导致井口密封失败。

现有储气井上封头不能多次、方便的拆卸和安装，根本无法实现储气井的定期检测、维护、保养等工作，存在不可预见的安全隐患。

3现行CNG 地下储气井装置的改进3.1排污装置的改进经过试验，建议将CNG 地下储气井井内排污管改为ф14×2不锈钢螺纹连接管线。

这样既可解决铁管不耐腐蚀、易产生氢脆、更换不方面等问题，也可解决复合管的强度低、易变形、堵塞。

与井口连接时将以前的整体连接改为了活动式连接，即在排污管出口加工一T 型台阶，另配一只不锈钢螺母将其紧固，以解决排污管线的结构性不足。

3.2井口控制装置的改进CNG 地下储气井井口装置中进出气装置改进为双球阀控制螺纹连接，大大的增强安全性能，且便于进气和出气的控制，在两个球阀之间加装一三通安装一针阀，再安装压力表。

这样更方便更换和校验压力表。

经优化后排污采用一球阀一针阀组合，球阀起到开关作用，针阀做控制用。

排污时先将球阀打开，用针阀控制排污，完成后先将球阀关闭，再关闭针阀，若针阀上有结冰，待冰融化后在关闭，及安全也操作方便。

操作也更安全。

3.3上封头的改进CNG 地下储气井上封头通过采用可拆卸的法兰连接，并增加弹性密封元件，有利于防止法兰闭封面冲刷，给检测、维护和保养提供了更加完善、安全可靠的保障。

3.4增设安全控制装置现有CNG 地下储气井结构简单，缺乏安全装置，当地面发生泄漏时，不能自动及时关闭储气井，留下重大的安全隐患。

CNG 地下储气井安全控制装置，应既能使高压气地下储气井自动及时关闭，又能使现有的排液管正常排液，有效预防天然气的泄漏。

建议增设安全控制装置，同时在井内增设安全阀。

4结论在CNG 地下储气井结构及主要部件技术缺陷分析的基础上，———————————————————————作者简介：汪涛（1974-），男，毕业于西南石油大学油气储运专业，现从事油建工程管理与研究。

CNG 地下储气井主要部件研究与改进Improvement on the Main Components of CNG Underground Gas Storage Well汪涛Wang Tao（西南石油局油建工程分公司，德阳618000）（Oil Building Company of Southwest Petroleum Bureau ，Deyang 618000，China ）摘要：CNG 地下储气井现已成为国内CNG 加气站首选储气系统，目前在国内大量推行。

但是目前其结构过于简单，一般由套管和上下封头等组成，井内没有安全阀，地面上更没有监测系统。

本文在分析CNG 地下储气井主要部件技术缺陷的基础上，结合笔者多年的现场工作经验，提出了相应的改进措施。

Abstract:CNG underground gas storage well has been the preferred gas storage system for many years in China.Due to the simple structure ，there is no safety valve and monitoring system inside the well.In this paper ，based on the technique defects of the main components of CNG underground gas storage well ，some improvement advices are present according to the work filed experiences.关键词：地下储气井；主要部件；技术缺陷；改进措施Key words:underground gas storage well ；main components ；technique defects ；improvement中图分类号：TE82文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）15-0204-02·204·Value Engineering 提出了有效的改进措施，有助于提高CNG 地下储气井结构的合理性，实现“本质安全”。

参考文献：[1]程宗明.储存车用CNG 的最佳选择———地下储气井[J].油田节能，2003，14（3）.[2]罗华明，张杰，黄若韬.高压气地下储气井建造[J].中国特种设备安全，2006，22（2）.[3]黄明珠，程宗明.储存车用CNG 的最佳选择一地下储气井[J].中国能源，2002，4.[4]刘竟成，等.加气站地下储气井泄漏的安全性分析[J].油气田地面工程，2008，27（3）.[5]冯霞，等.加气站地下储气井井底封头有限元分析[J].油气田地面工程，2008，27（3）.[6]冯霞，等.CNG 加气站地下储气井接箍有限元分析[J].天然气工业，2008，6.0引言近年来，完全闭合滑动门的柜式空调器已经成为高档柜机的主流，但滑动闭合门柜机最关键的机构———滑动闭合门机构被韩国申请了专利，其普遍的机构是电机带动齿轮齿条结构，由齿条带动门板的上升和下降，特别是三星和LG 的专利技术，将这一简单的齿轮齿条机构不断地完善并申请很多相关的专利，将滑动门机构的核心运动部件技术层层加以保护。

使得国内各厂家在多年来都无法有效突破专利的限制，要么侵犯或者购买其专利技术，要么只能不生产闭合门柜式空调器。

1滑动门运动机构的分析经过仔细地观察和分析，韩国柜式空调器滑动门的运动机构的存在多方面的缺点以及可以改进的地方，主要有以下两大方面：①运动机构的运行可靠性不高，例如：机构容易出现卡死或者损坏的现象；②机构运动时出现不平稳现象，例如：门板容易抖动、容易左右偏位等现象。

因此，设计柜式空调器的滑动门运动机构的思路重点从以上两大方面着手。

2滑动门运动机构三维模型的建立及分析经过反复讨论，确定了滑动门运动机构后，通过Pro/Engineer 软件将此传动机构建模完成。

此机构由同步电机，安装架，齿轮，手柄，滚轮，导轨，滑块，连接板，齿轮盖，面板等零件组件。

传动机构的模型具体见以下（图1）的分解视图。

在模型装配过程中，所有的齿轮和连接板都是通过销钉装配，使其可以绕着附着元件转动，导轨通过常规装配，控制其水平和居中运动。

具体见图3。

在槽从动连接定义中，通过定义运动槽，可以控制平板和手柄在设定的运动槽里运动。

具体见图3。

在齿轮副定义中，分别设定小齿轮与红色齿轮的传动，以及红色齿轮与手柄之间的传动关系，主要是通过节圆直径进行控制，最终达到齿轮传动的效果。

具体见图2。

在伺服电动机的定义中，分别设定电动机以运动轴为从动图元并以144dec/sec 速度转动。

因运动机构有正转和反转，所以，要创建两个电动机，分别控制平板的上升和下降。

定义以上的条件后，通过分析定义，使运动机构运行。

在运动过程中运动干涉，检查运动干涉以及是否按设定时间和轨迹运动。

具体见图5。

传动机构的动力源来自于安装架后面的伺服电机，具体见图2，电机的转动带动对应的齿轮作圆周运动，与之啮合的大齿轮作减速圆周运动，其上面小齿轮的运动带动手柄作减速圆周运动，手柄的运动转换成面板的上下直线运动。

也就是说，设计传动机构的最终目的就是从齿轮的圆周运动转换成面板的直线运动。

3滑动门运动机构的创新设计此滑动门运动机构包含了四个技术点和六个结构中的细节部基于Pro/Engineer 的柜式空调器全新滑动门设计与仿真Design and Simulate for New Sliding Door of Cabinet Air-conditioner丘晓宏Qiu Xiaohong ；何锐雄He Ruixiong（珠海格力电器股份有限公司，珠海519070）（Gree Electric Appliances ，Inc.of Zhuhai ，Zhuhai 519070，China ）摘要：本文主要是对柜式空调器的滑动门进行创新设计，它采用时下流行的自动升降门机构的平板设计，其创新性在于采用滑门三角支撑，实现更稳定地传动，因此它具有独立知识产权的专利技术。